Musim dingin nuklir adalah hipotesis keadaan global dari  perubahan iklim Bumi sebagai akibat dari perang nuklir skala besar. Diasumsikan bahwa sebagai akibat dari pengiriman sejumlah besar asap dan jelaga ke stratosfer, yang disebabkan oleh kebakaran yang meluas selama ledakan beberapa ratus hulu ledak nuklir, Suhu di planet  bumi akan turun, dan akan terajadi di mana-mana sebagai akibat dari penurunan signifikan dalam transmisi sinar matahari ke  permukaan bumi.  Ada spekulasi bahwa panas yang hebat akan membawa partikulat aibat ledakan nuklir ke ketinggian yang sangat tinggi di mana mereka dapat melayang selama berminggu-minggu dan bahkan bertahun-tahun menghalangi semua cahaya yang mendatangi bumi, kecuali sebagian kecil yang dapat terbebas dari itu. Bentuk ini dipercaya sebagai "musim dingin nuklir."
Temperatur udara rata-rata dipermukaaan bumi yang biasanya berada 13,5 oC, akan mengalami penurunan 12 s/d 35 oC. Sementara dalam sebuah simulasi nuklir di youtube memperkirakan temperatur bumi berada pada -24 di daerah tropis, dan -98 oC di daerah kutub. Bagaimanapun butir-butir hujan tidak lagi terdapat di stratosfir yang berada pada jarak 12 s/d 60 km dari permujkaan laut. Bagaimanapun awan paling tinggi berada pada 6 s/d 12 km dari permukaan laut. Jadi bisa dipastikan jelaga dan partikel-partikel yang menjadi penghalang sinar matahari akan bertahan dalam waktu yang lama dan diperkirakan lebih 10 tahun. Oleh sebab mata hari terhalang, pergerakan anginpun akan menjadi berkurang, dan curah hujan akan berkurang 45 %.
Ketiadaan matahari akan berakibat fatal kepada suplai makanan. Tumbuhan dan hewan tidak akan bisa hidup. Pertanian akan menjadi masalah, demikian juga dengan distribusi dan logistik. Satu-satunya cara bertani adalah hidroponik dengan memanfaatkan cahaya lampu listrik di dalam ruangan atau gedung. Tidak ada cara lain untuk produksi bahan makanan ketika terjadi musim dingin nuklir. Oleh sebab suplai bahan makanan sangat terbatas kemungkinan kelaparan akan terjadi di mana-mana. Hal ini akan berlangsung lama. Pada saat musim dingin dan sesudah musim dingin nuklir. Bagaimanapun terdapat keterbatasan bibit dari bahan pangan. Semua dipastikan rusak, atau habis selama penyimpanan pda musim dingin nuklir untuk kebutuhan pangan.
Kontaminasi radioaktif
Kontaminasi radioaktif adalah hasil dari sejumlah besar zat radioaktif yang jatuh dari awan jamur yang terangkat ke udara. Tiga sumber utama zat radioaktif di zona ledakan adalah produk fisi bahan bakar nuklir, bagian muatan nuklir yang tidak bereaksi, dan isotop radioaktif yang terbentuk di tanah dan bahan lain di bawah pengaruh neutron.
Partikel zat radio afkti menetap di permukaan bumi searah dengan pergerakan awan, produk ledakan menciptakan area radioaktif yang disebut jejak radioaktif. Kepadatan kontaminasi di wilayah ledakan dan sepanjang jejak awan radioaktif berkurang seiring jarak dari pusat ledakan.
Kerusakan pada manusia dan hewan akibat paparan kontaminasi radiasi dapat disebabkan oleh paparan eksternal dan internal. Kasus yang parah dapat disertai dengan penyakit radiasi dan kematian.
Di dalam simulasi perang nuklir di youtube radiasi nuklir akan barada pada 1.051 REM di daerah Utara, dan 218 REM bagian selatan bumi. Sebagai pembanding level yang aman terhadap radiasi nuklir berada pada 50 microsievert dalam satu tahun dan 100 milisievert akan mulai menimbulkan kanker. (Level  1 Microsievert [Sv] = 0.000001 Roentgen equivalent man [REM])
Rekomendasi yang dapat menyelamatkan hidup manusia
Ketika ledakan nuklir terjadi, tutup mata dengan benda apapun, jangan sekali-kali melihat jamur nukiir walaupun itu menarik dan indah. Setiap orang akan buta seketika melihat sinar terang di permukaan bola nuklir. Upayakan berbaring di tanah, dengan tangah di bawah tubuh. Jika mungkin segera berada dicekukan, selokan, atau saluran drainase, Tutup wajah, dan mulut dengan kain, atau sapu tangan.
Bagi idividu yang cukup beruntung, dapat menemukan tempat berlindung atau berada di dalam bangunan selama ledakan nuklir. Akan tetapi tetaplah berada di lantai, dan waspadai reruntuhan. Tutup semua pintu dengan rapat, tutup mulut dan hidung dengan masker atau respirator. Hal ini dilakukan sampai debu-debu hilang di udara.
